PFC-fluent流固耦合教学：Q2级别SCI论文详解CFD-DEM在地面塌陷、地下溶岩塌陷及隧道沉降等流场主导场景的应用,《PFC-fluent流固耦合教学：CFD-DEM技术在地面塌陷、地下溶岩塌陷及隧道沉降等场景的应用》,PFC-fluent流固耦合教学(CFD-DEM)，已发表(Q2)SCIlunwen一篇，适用于地面塌陷，地下溶岩塌陷，隧道沉降等流场作用大于颗粒作用的情况 ,核心关键词：PFC-fluent流固耦合教学; CFD-DEM; 已发表Q2SCI论文; 地面塌陷; 地下溶岩塌陷; 隧道沉降; 流场作用大于颗粒作用。,PFC-DEM流固耦合教学：地下塌陷流场研究

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### CFD-Fluent算例仿真手册2021-R1知识点详解 #### 一、CFD Fluent简介 CFD（Computational Fluid Dynamics）是一种利用数值分析和数据结构技术求解流体力学问题的方法。Fluent是Ansys公司旗下的一个高性能计算流体动力学软件，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等多个领域。Fluent以其强大的功能和易用性著称，能够模拟复杂的流动现象，包括但不限于湍流、多相流以及化学反应等。 #### 二、高超声速飞行器仿真实例解析 在“CFD-Fluent算例仿真手册2021-R1”中，关于高超声速飞行器的仿真案例是该手册的一大亮点。高超声速飞行器通常指速度超过5马赫的飞行器，这类飞行器在大气层内高速飞行时会产生极端高温和复杂的气动特性。因此，在设计过程中需要通过CFD仿真来优化其外形设计，预测气动加热情况，并评估热防护系统性能。 **具体步骤如下：** 1. **几何建模与网格划分：** - 使用Ansys Workbench中的ICEM CFD或Ansys Meshing进行几何模型的创建与网格划分。 - 考虑到高超声速流动中存在激波和边界层分离等复杂现象，需要对这些区域进行精细网格划分以提高计算精度。 2. **物理模型选择：** - 对于高超声速流动，通常采用Euler方程或Navier-Stokes方程进行模拟。 - 在处理高焓流场时，还需要考虑化学反应和非平衡效应等因素。 3. **边界条件设置：** - 设置入口速度为高超声速，出口边界可以采用超声速出口条件。 - 表面边界条件需根据实际热防护材料性质设置相应的热导率和比热容。 4. **求解设置：** - 选择合适的求解算法（如压力基或密度基）以及收敛准则。 - 对于瞬态仿真，还需设置时间步长和总仿真时间。 5. **结果后处理与分析：** - 利用Ansys Fluent自带的后处理工具或导入Ansys CFX-Post进行数据分析。 - 分析结果主要包括气动加热分布、流场结构以及压力分布等关键指标。 #### 三、等离子体及其在高超声速流动中的应用 随着飞行器速度的提高，当达到一定速度（通常为5-6马赫）时，飞行器周围的空气会被压缩至极高温度，形成等离子体鞘套。这种等离子体鞘套不仅影响飞行器的热防护性能，还可能干扰无线电信号传输，成为高超声速飞行面临的一大挑战。 **等离子体鞘套的主要特点：** - **电离程度：**等离子体由电子、离子组成，其电离程度随温度升高而增加。 - **热导率：**相比气体，等离子体具有更高的热导率，这意味着飞行器表面将承受更大的热负荷。 - **电磁屏蔽效应：**等离子体对电磁波有吸收作用，可能导致通信中断。 **等离子体鞘套仿真方法：** 1. **化学反应模型：** - 建立准确的化学反应模型，考虑电子激发、解离、复合等过程。 - 需要精确计算各种反应速率常数以及等离子体组分浓度。 2. **电磁场耦合：** - 为了研究等离子体鞘套对无线电信号的影响，需建立电磁场与流动场之间的耦合关系。 - 这涉及到电磁场求解器与CFD求解器之间的数据交换。 3. **多物理场耦合：** - 实现流场、热场、化学反应场以及电磁场之间的耦合，全面评估等离子体鞘套对飞行器性能的影响。 #### 四、结语 “CFD-Fluent算例仿真手册2021-R1”提供了丰富的案例和详细的步骤指导，对于从事高超声速飞行器设计与研发的工程师来说是一份非常有价值的参考资料。通过学习该手册中的实例，不仅可以加深对CFD理论的理解，还能掌握先进的仿真技术，从而更好地应对未来航空领域的挑战。

CFD各种案例代码(Fortran语言)

AliceFlow_v0.48 程序Alice_Flow_v0.48用于在三维固态模型中计算温度场。 在某些情况下，会考虑冷却剂的对流传递。 也考虑了不同的非线性。 支持热瞬态响应的计算。 为了加快计算速度，使用了代数多重网格方法。 为了加快非平稳计算，实现了自适应局部细化网格（Alice）。 演算法 计算域的曲线边界充当步骤。 子网格解析方法未实现（丢失）。 建议使用矩形计算区域（3D体积）。 用于共轭传热的3D温度求解器。 有限体积法。 偶发的或短暂的。 来自文件的分析力或负载或零速度分量（vx，vy，vz）取决于。 牛顿里奇曼（Newton Richman）或斯特凡·博尔曼（Stefan Bolcman）边界条件。 压力链接方程的3D cfd半隐式方法（SIMPLE [1972]）。 可以使用固定式或非固定式流体动力学求解器。 压力单调器SM Rhee和WL Chow [19

KCS 船型的 CFD 数值模拟

Fluent是用于计算流体流动和传热问题的程序。这个文档，简明扼要的介绍了fluent，对初学者来说是很好的入门教程

2D and 3D CFD Simulations of Bubbling Fluidized Beds Using Eulerian-Eulerian Models

在综采设备中,对手动先导操纵阀中的先导阀进行了流体流动特性研究。建立了先导阀内部流道的三维几何模型,采用了单相湍流模型,通过数值模拟得到了先导阀内流体三维流场的压力云图、速度矢量图以及湍动能云图,分析了先导阀内流体压力、流线和湍动能的分布与变化趋势,通过计算发现先导阀内没有产生气穴,但漩涡区的产生导致了一定的能量损失,并且通过实验证明与CFD仿真结果相同。

基于CFD航行器阻力系数数值模拟计算，王玉婷，向先波，自主式水下航行器AUV具有高度的非线性和复杂的水动力学性能，准确的水动力系数是实现航行操纵性能预报和运动控制的基础，因此水下